Question

【题目】硫化氢气体在资源利用和环境保护等方面均有重要应用。

(1)工业上采用高温分解H2S制取氢气，2H2S(g)2H2(g)+S2(g)，在膜反应器中分离出H2。在容积为2L的恒容密闭容器中，控制不同温度进行此反应。H2S的起始物质的量均为1mol，实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系，曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。

①反应2H2S(g)2H2(g)+S2(g)的H___________(填“>”“<’或“＝”)0。

②985℃时，反应经过5s达到平衡状态，此时H2S的转化率为40%，则用H2表示的反应速率为v(H2)＝____________。

③随着H2S分解温度的升高，曲线b向曲线a逐渐靠近，其原因是____________。

(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S，其物质转化如下图所示。

①在图示的转化中，化合价不变的元素是____________。

②在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中尽可能不含CuS，可采取的措施有________。

Answer 1

【答案】> 0.04mol/(L·S) 温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短 ①Cu、Cl、H 增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)

【解析】

（1）①由图象可知，随着温度升高，H2S的转化率逐渐增大，说明温度升高时，平衡正向移动，则该反应为吸热方向，即△H>0。

②若985℃时，H2S的转化率为40%，则参加反应的硫化氢为0.4 mol，生成氢气0.4mol，所以氢气的反应速率为v=△c/△t==0.04 mol/(L·S)；

③随着温度升高，反应速率逐渐加快，达到平衡所需时间缩短，所以曲线b向曲线a逼近；

(2) ①根据图示可知，整个过程中－2价的S与0价的S之间相互转化，还存在Fe2＋与Fe3＋之间的相互转化。

②根据图示，可增大空气的量，使S2－完全转化为单质S，使其没有机会和Cu2＋结合生成CuS。

（1）①由图象可知，温度升高，转化率增大，则平衡正移，所以正方向为吸热方向，即△H>0，

②H2S的物质的量为1 mol，体积2L，起始浓度为0.5 mol/L，若985℃时，反应经5s达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则参加反应的硫化氢为0.5 mol/L×40%=0.2 mol/L，

v=△c/△t==0.04 mol/(L·S)；

③随着温度升高，反应速率逐渐加快，达到平衡所需时间缩短，所以曲线b向曲线a逼近；

故答案为：>；0.04mol/(L·s)；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短；

（2）①通过图示可以看出来Fe的化学价由+3变为+2，S的化合价由-2变0价，化合价没有变的元素是Cu、Cl和H三种元素；

②在温度一定和不补加溶液的条件下，缓慢通入混合气体，并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS，可采取的措施有：增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)。

故答案为：Cu、Cl、H；增加氧气的通入量或增加起始时c(Fe3+)。